地質(zhì)聚合物的合成、結(jié)構(gòu)及其性能評價的研究.pdf

1、地質(zhì)聚合物是一種新型的堿激發(fā)膠凝材料,化學(xué)組成與沸石相近,物理形態(tài)上呈三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有有機聚合物、陶瓷、水泥等的優(yōu)良性能,并且具有原材料來源廣泛、制備方便、能耗小、基本不排放CO2,對環(huán)境友好,強度高、強度發(fā)展快、耐久性優(yōu)良、節(jié)約資源等獨特性能,因此近年來成為膠凝材料領(lǐng)域的研究熱點之一。
　　本文為了從化學(xué)分析的角度建立簡單的評析地質(zhì)聚合物結(jié)構(gòu)性能的方法,首先從與地質(zhì)聚合物結(jié)構(gòu)、組成相似的沸石的研究出發(fā),以高嶺土為主要原料和用化

2、工原料(水玻璃、NaOH、偏鋁酸鈉)均合成出結(jié)晶較好的4A沸石和其結(jié)晶前的沸石前軀體。結(jié)合XRD、FT-IR、SEM等技術(shù)手段對合成的4A沸石系列產(chǎn)品進行物相鑒定并分析了兩種不同原料合成的沸石晶化過程和晶化機理的異同。同時,用化工原料合成結(jié)晶較好的X沸石及其前軀體,對所合成的各類沸石樣品進行比較分析其晶化過程,驗證了在晶化初期,各類沸石樣品的基本的結(jié)構(gòu)單元都已經(jīng)形成。
　　對合成的樣品進行NH4+交換實驗,研究發(fā)現(xiàn)NH4+交換容量

3、隨著晶化時間的增長而變大,直到晶化完全達到最大,并且無定形的沸石前驅(qū)體有一定的離子交換能力。尤其是用高嶺土合成的4A沸石離子交換能力在晶化前后數(shù)值相差很大,進一步驗證了原料不同,沸石的晶化機理不同。將離子交換的方法應(yīng)用到用高嶺土為主要原料合成的和沸石硅鋁比對應(yīng)的三類地質(zhì)聚合物上(Na-PS型,Na-PSS型Na-PSDS型),結(jié)果表明地質(zhì)聚合物具有和高嶺土為原料合成的沸石前驅(qū)體相近的離子交換能力,結(jié)合XRD驗證了地質(zhì)聚合物具有類沸石前驅(qū)

4、體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而表明可以用離子交換的方法來初步評價地質(zhì)聚合物的性能。
　　本文探索了合成地質(zhì)聚合物的主要原料高嶺土的改性工藝,利用離子交換的方法結(jié)合建筑上的強度實驗考察了高嶺土的產(chǎn)地、煅燒溫度、煅燒時間對合成產(chǎn)物的影響,為地質(zhì)聚合物的進一步研究確定合成主要原料高嶺土的各種條件和影響因素。并且提出了一種地質(zhì)聚合物合成中偏高嶺土活性的快速檢測方法。試驗結(jié)果表明:產(chǎn)地相同的高嶺土經(jīng)不同溫度活化,其活性大小不同,蘇州高嶺土在800℃

5、煅燒6h后,其活性達到最大值,同時所合成的產(chǎn)品的抗壓強度達到60.6MPa,NH4+離子交換容量達到219.87mmol/L;產(chǎn)地不同的高嶺土經(jīng)相同溫度活化,其活性大小相差很大;用該方法所測定的偏高嶺土的活性Al2O3和SiO2總量的大小與其地質(zhì)聚合物硬化體的抗壓強度和NH4+交換容量有相關(guān)性。
　　本文還對摻入礦渣的地質(zhì)聚合物的性能進行了研究,通過離子交換實驗結(jié)合建筑上的實驗對此膠凝材料的礦渣摻量、凝結(jié)時間進行分析,并判斷了此實